[发明专利]一种紧组合导航系统多星座选星方法及导航方法

权利要求书

1.一种紧组合导航系统多星座选星方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：GNSS接收机在接收到各星座可见星信号后，统计各星座可见星数量；

若该星座的可见星数量大于0颗小于等于4颗，则将所有可见星选为导航星；

若该星座的可见星数量大于4颗，则依次执行S2～S4的剔除操作；

在剔除过程中，若剩余可见星数量等于4颗，则立刻终止剔除操作，将4颗可见星选为导航星；

S2：剔除高度角过低的可见星；

S3：剔除受天气与多路径效应影响较大的可见星；

S4：剔除对卡尔曼滤波器量测方程能观性影响较大的可见星，其中，

①若剩余可见星数量等于4颗，将4颗可见星选为导航星；

②若剩余可见星数量大于4颗小于等于10颗，则基于分布式最佳几何精度因子选星方法选出4颗可见星作为该星座的导航星；

③若剩余可见星数量大于10颗，则继续执行步骤S5～S9；

S5：将剩余可见星按照高度角处于低仰角区域、中仰角区域或高仰角区域分为三组；

S6：建立选星序列，从高仰角区域中选出高度角最大的可见星加入选星序列；

S7：依据最大四面体体积选星方法，结合所述S6选出的高仰角区域中高度角最大的可见星，从低仰角区域中选出3颗可见星加入选星序列；

S8：获取所述S7选出的低仰角区域的3颗可见星的方位角，分别计算相邻2颗可见星的方位角差，并将方位角差的角平分线作为轴线，分别取距离轴线最近且处于中仰角区域中的可见星加入选星序列，得到最终选星序列；

S9：采用分布式最佳几何精度因子选星方法，从所述最终选星序列中选出4颗可见星作为该星座的导航星，完成选星。

2.根据权利要求1所述的一种紧组合导航系统多星座选星方法，其特征在于，所述S2具体包括将各个星座中高度角低于5°的可见星剔除。

3.根据权利要求1所述的一种紧组合导航系统多星座选星方法，其特征在于，所述S3具体包括：

根据GNSS接收机到可见星的观测向量[ΔxΔyΔz]^T，得到GNSS接收机到可见星的距离r为：

其中，Δx、Δy、Δz分别为可见星在地心系中的x、y、z轴坐标分量与GNSS接收机在地心系中的x、y、z轴坐标分量之间的差；

若GNSS接收机跟踪环路输出的可见星伪距信息与GNSS接收机到该可见星的距离r的差值绝对值大于等于20m，则剔除该可见星。

4.根据权利要求1所述的一种紧组合导航系统多星座选星方法，其特征在于，所述S4具体包括：

按照可见星的高度角与GNSS接收机所在位置经度之间差值的绝对值不小于20度、方位角与GNSS接收机所在位置纬度差的绝对值不小于20度的原则，排除同时满足上述两个原则的可见星，以保证组合导航系统的性能。

5.根据权利要求1所述的一种紧组合导航系统多星座选星方法，其特征在于，在所述S5中，低仰角区域指高度角为5°～40°的区域，中仰角区域指高度角为40°～75°的区域，高仰角区域指高度角为75°～90°的区域。

6.根据权利要求1所述的一种紧组合导航系统多星座选星方法，其特征在于，所述S7具体包括：

S71：从低仰角区域中选取高度角最小的可见星加入选星序列；

S72：根据最大四面体体积选星方法，遍历所有可见星组合，从低仰角区域剩余的可见星中选取与选星序列中已有的2颗可见星组成四面体体积最大的2颗可见星加入选星序列。